微机原理与接口技术6.ppt

第六章 输入输出和中断技术本章内容þ基本概念 þ I/O端口的编址 þ 输入输出的基本方法：无条件、查询、中断、 DMA þ中断 þ中断基本概念 þ8086/8088中断系统 þ8259中断控制器 þDMA þDMA的基本概念 þDMA工作过程 þDMA的三种传输方式6.1 输入/输出接口（I/O接口）6.1.1 概述 什么是I/O接口？把外设连接到总线上的一组逻辑电 路的总称实现外设与主机之间的信息 交换 I/O接口要解决的问题þ速度匹配(Buffer) þ信号电平和驱动能力(电平转换器、驱动 器) þ信号形式匹配(A/D、D/A) þ信息格式(字节流、块、数据包、帧) þ时序匹配(定时关系)I/O接口的功能þI/O地址译码与设备选择Ø把选中的与总线相接，未选中的与总线 隔离（高阻态） þ信息的输入输出 Ø缓解接口与CPU工作速度的差异 þ命令、数据和状态的缓冲与锁存 þ信息转换 Ø形式、格式、电平、功率、码制等6.1.2 I/O接口的编址方式þI/O端口：I/O信息的三种类型：数据、命 令、状态传送这三类信息的通道分别称 为：数据端口(I、O)、命令端口(O)、状态 端口(I)。

þ不同外设具有的端口数各不相同，计算机 中为每一个端口都赋予一个惟一编号—— 称为端口地址(或端口号、接口地址) þ端口有两种编址方式：统一编址和独立编 址1. 统一编址þ把外设接口与内存统一 进行编址各占据统一 地址空间的不同部分 þ优点 þ指令统一，灵活； þ访问控制信号统一 þ缺点 þ内存可用地址空间 减小00000H地址空间(共1MB)内存地址 (960KB)I/O地址 (64KB) FFFFFHEFFFFH F0000H2. 独立编址þ外设地址空间和内存地址空间相互独立 þ优点：内存地址空间不受I/O编址的影响 þ缺点：I/O指令功能较弱8 0 8 8 总 线A19-A0A15-A0MEMR、MEMWIOR、IOW存储器输入/输出8088/8086 CPU的I/O编址方式þ8088/8086 CPU的I/O编址方式 þ采用I/O独立编址方式(但地址线与存储 器共用) þ地址线上的地址信号的区分： þ最小模式：IO/M=1时为I/O地址 þ最大模式：#IO/R与#I/OW有效时为I/O 地址 þI/O操作使用20根地址线中的16根： A15 ～ A0 þ可寻址的I/O端口数为64K(65536)个 þI/O地址范围为0～FFFFH6.1.4 I/O数据传送方式þ并行传送方式 þ速度快、效率高 þ硬件造价高、电缆成本高 þ短距离 þ串行传送方式 þ速度较慢 þ造价低 þ长距离6·2简单接口电路þ三态门接口 þ锁存器6·2·1接口电路的基本结构总 线 驱 动数据 缓存器状态 寄存器控制 寄存器地址 译码 控制 逻辑CPUI/O设备数据状态控制数据地址IO/MRDWR图６－2接口基本结构接口芯片接口种类þ输入接口 将外设信息传送给CPU的接口。

要有控制 和缓存能力，如74LS244、74LS374 þ输出接口 将CPU的信息输出给外设为使数据正确 的写入外设，要求输出接口有锁存能力 保存到外设取走如74LS273、74LS374 6·2·2三态门接口þ接口芯片74LS244由8个三态门构成： þ20脚 þ控制端#E1 #E2，分别控制每边4个三态 门 þ#E1 #E2低电平，三态门导通，否则，三 态门呈高阻，使其与数据总线断开 þ用作输入接口（要求外设有信号保持能 力） þ无信号保持能力芯片引脚图EBA单项E1 123456789 GNDVcc 19 E2 18 17 16 15 14 13 12 11图6－3 74LS244芯片引脚（单向三态总线驱动器）应用举例 用一片74LS244作为输入接口þ[例6－1]编写程序判断图中开关的状态 如果所有的开关都闭合，则程序转向 NEXT1,否则转向NEXT2应用举例图编程如下þMOV DX,83FCH þINAL,DX þANDAL,0FFH þJZNEXT1 þJMPNEXT26·2·3 锁存器接口芯片þ74LS273内部包含了8个D触发器 þ输入端D0-D7 þ输出端Q0-Q7 þCLR—清0端，低电平有效 þCP —脉冲输入端74LS273 8D触发器CLR Q0 D0 D1 Q1 Q2 D2 D3 Q3 GNDVcc Q7 D7 D6 Q6 Q5 D5 D4 Q4 CP1 20 2 19 3 18 4 17 5 16 6 15 7 14 8 13 9 12 10 110011110xx0QiDiCPCLR6·2·4 简单接口应用举例þ利用简单接口74LS273作为输入输出接口 ，通过程序控制7段显示器显示数据。

þ用74LS273作为输出接口，把数据送到 7段数码管 þ74LS273的地址假设为F0H þ用74LS244作为输入口，读入开关K0～ K3的状态 þ74LS244的地址假设为F1H þ当开关的状态分别为0000～1111时，在 7段数码管上对应显示’0’～’F’LED数码管þ分共阳极和共阴 极 þ发光管上有电流 流过则对应的段 亮 þ根据不同的段组 合显示除不同的 字adgefcb1 2 3 4 510 9 8 7 6图6－10 共阳极LED数码管1 2 4 5 6 7 8 10e d c Dp b a f g +5V7段码表符号形状7段码 .gfedcba符号形状7段码 .gfedcba’0’00111111’8’01111111’1’00000110’9’01100111’2’01011011’A’01110111’3’01001111’B’01111100’4’01100110’C’00111001’5’01101101’D’01011110’6’01111101’E’01111001’7’00000111’F’01110001O1 I1O2 I2O3 I3O4 I4 E1# K0～K3+5VGG2AG2B C B A≥174LS244D0 Q0| Q1 D7 Q2Q3Q4 CP Q5 Q6Q7a b c d e f g DP7406反相器74LS273Rx8≥174LS138D0～D7IOW#IOR#Y0Y1F0H = 0000 0000 1111 0000 F1H = 0000 0000 1111 0001写 ICW1 有从片,有 ICW4 ，上升沿 触发 þ OUT 20H, AL ;A0=0 þ MOV AL,08H ;写 ICW2 IR0中断类型码＝08H þ OUT 21H, AL ;A0=1 þ MOV AL,04H ;写ICW3 设主片IR2脚级连从片 þ OUT 21H,AL ； þ MOV AL,11H ;写 ICW4 非缓冲，非自动 EOI， 8088 方式 þ OUT 21H, AL ;A0=1 þ 从片8259A 初始化程序： þ MOV AL,11H ;写 ICW1 级连方式,有 ICW4 上升沿 触发 þ OUT 0A0H, AL ;A0=0。